Уплотнение вала

 

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения высокооборотных валов турбокомпрессоров. Цель изобретения - повышение надежности в работе путем повышения эффективности охлаждения внутреннего кольца 6. Уплотнение содержит расположенные в расточке 1 корпуса 2 с уплотнительными зазорами 3 относительно вапа 4 наружное плавающее кольцо 5 и внутреннее плавающее кольцо 6 с перепускными каналами 13, а также камеру 11 подвода запирающей среды. Кольцо 6 выполнено с кольцевой торцовой канавкой 15, соединенной с перепускными каналами 13. Наличие в кольце 6 канавкм 15. особенно в случае выполнения ее с увеличивающейся площадью проходного сечения, способствует лучшему охлаждению наиболее нагретых участков кольца 6. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

IsI>s F 16 J 15/44

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 Ю

2 б 8 1О 16 Е 13

12 (21) 4633896/29 (22) 09,01.89 (46) 30.04.91. Бюл. М 16 (71) Сумское машиностроительное научнопроизводственное объединение им.

М.В.Фрунзе (72) В.И.Живица, Л.В.Черепов, С.К.Пестун и

В.Р.Пшик (53) 62-762 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР Ф 1557403, кл. F 16 J 15/44, 1988. (54) УП ЛОТН Е Н И Е ВАЛА (57) Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения высокооборотных валов турбокомпрессоров. Цель изобретения в по„„5U„„1645694 А1 вышение надежности в работе путем повышения эффективности охлаждения внутреннего кольца 6. Уплотнение содержит расположенные в расточке 1 корпуса 2 с уплотнительными зазорами 3 относительно вала 4 наружное плавающее кольцо 5 и внутреннее плавающее кольцо 6 с перепускными каналами 13, а также камеру 11 подвода запирающей среды. Кольцо 6 выполнено с кольцевой торцовой канавкой

15, соединенной с перепуск алыми каналами

13. Наличие в кольце 6 канавки 15. особенно в случае выполнения ее с увеличивающейся площадью проходного сечения, способствует лучшему охлаждению наиболее нагретых участков кольца 6. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

1645694

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения высокооборотных валов турбокомпрессоров.

Цель изобретения — повышение надежности в работе путем повышения эффективности охлаждения внутреннего кольца.

На фиг. 1 изображено уплотнение, продольный разрез; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг,1.

Уплотнение вала содержит расположенные в расточке 1 корпуса 2 с уплотнительными зазорами 3 относительно вала 4 наружное плавающее кольцо 5 и внутреннее плавающее кольцо 6 с торцовыми уплотнительными поясками 7 и 8. Кольца 5 и 6 установлены с осевым поджатием посредством пружины 8 к торцовым поверхностям 9 и 10 расточки 1 корпуса 2 и зафиксированы от окружного проворота относительно корпуса, B корпусе выполнена камера 11 подвода запирающей жидкости, образованная расточкой 1, торцовой поверхностью 12 внутреннего кольца 6 и наружной поверхностью уплотнительного пояска 8 внутреннего кольца. Внутреннее плавающее кольцо выпол не но с перепускн ыми охлаждающими каналами 13 в теле кольца, соединяющими камеру.11 подвода запирающей жидкости с полостью 14 между кольцами 6 и 7, при этом на кольце выполнена кольцевая торцовая канавка 15, соединенная с перепускными каналами 13.

Каналы 13 могут быть выполнены наклонными от камеры 11 к периферийной поверхности кольца, а также могут быть вы.полнены с винтовой нарезкой 16 с направлением витков по направлению вращения вала 4. В корпусе 2 выполнены каналы 17 и

18 соответственно подвода и слива запирающей среды. В кольце 5 выполнены перепускные каналы 19 для отвода избытка запирающей среды.

Уплотнение работает следующим образом.

При работе уплотняемого агрегата, например турбокомпрессора, затворная жидкость подается в камеру 11 подвода запирающей среды под давлением, превышающим давление уплотняемого газа. Из камеры 11 затворная жидкость по канавке

15, каналам 13 и зазору между периферийной поверхностью кольца 6 и расточкой 1 корпуса 2 поступает в полость 14 между кольцами 5 и 6, а иэ нее — в уплотнительные зазоры 3 между плавающими кольцами 5 и

6 и валом 4, где дросселируется и препятствует утечке компримируемого газа, При этом внутреннее плавающее кольцо 6 рамен ограничен нагретых участков внутреннего плавающего

20 кольца 6, поскольку со стороны камеры 11

30

40

50 закрутке потока на входе в уплотнительный зазор 3, что позволяет уменьшить суммарную закрутку потока на входе в зазор и уменьшить расход запирающей жидкости при сохранении уплотняющей способности

55 уплотнения.

Слив отработанной запирающей жидкости осуществляется иэ дросселирующего зазора 3 между наружным плавающим кольцом 5 и валом 4 в полости низкого давления, а избыток запирающей жидкости, испольэу10

15 ботает при малом перепаде давлений и высокой окружной скорости вала 4, что обуславливает сильное тепловыделение в уплотнительном зазоре внутреннего кольца

6, особенно со стороны газовой полости компрессора.

Подвод холодной запирающей жидкости в камеру 11 подвода запирающей жидкости, расположенную со стороны газовой полости компрессора, а затем перепуск ее по каналам 13 способствует интенсификации процесса охлаждения тела кольца, особенно наиболее теплонагруженной зоны на выходе иэ дросселирующего зазора 3, а также ликвидации застойных зон, где теплообВыполнение торцовой канавки 15 способствует лучшему охлаждению наиболее внутреннего плавающего кольца, где нагрев кольца наибольший, скорости течения жидкости в торцовой канавке также наибольшие, и соответственно большее количество жидкости будет контактировать с нагретым участком тела кольца. Последнее приведет к более интенсивному охлаждению кольца.

При этом изменение площади проходного сечения возможно за счет выполнения торцовой канавки ступенчатой или наклонной в сторону периферийной поверхности внутреннего кольца.

Интенсификации теплообмена способствует также выполнение перепускных охлаждающих каналов 13 наклонными, что обеспечивает подвод свежей запирающей жидкости в наиболее теплонагруженную зону кольца. а затем отвод ее по каналам в менее теплонагруженную зону кольца 6, способствуя тем самым перераспределению теплового потока в теле кольца, Повышению эффективности охлаждения плавающего кольца способствует также выполнение в каналах 13 винтовой нарезки

16 с направлением витков по направлению вращения вала 4. При этом помимо интенсификации теплообмена в витках нарезки появляется закрутка подводимого потока запирающей жидкости, противоположная

1645694

Фиг.2

Составитель Г.Шуренко

Техред М. Моргентал Корректор С.Шевкун

Редактор Л.Народная

Заказ 1551 Тираж 454 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101.Г емой для охлаждения внутреннего плавающего кольца 6, перепускается по каналам 19 в наружном кольце 5, к каналам 19 слива запирающей жидкости, выполненным в корпусе 2.

Таким образом, конструкция уплотнения вала обладает высокой эффективностью охлаждения внутреннего плавающего кольца, что повышает надежность его в работе и уплотнения в целом.

Формула изобретения

1. Уплотнение вала, содержащее установленные с уплотнительными зазорами относительно вала, расположенные в расточке корпуса наружное и внутреннее плавающие кольца с торцовыми уплотнительными поясками и перепускными каналами, а также камеру подвода запирающей среды, образованную расточкой корпуса, торцовой поверхностью внутреннего кольца и окружной поверхностью уплотнительного пояска этого кольца, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности в работе путем повышения эффективно5 сти охлаждения внутреннего кольца, на внутреннем кольце со стороны камеры подвода запирающей среды выполнена кольцевая торцовая канавка, соединенная с перепускными каналами, 10 2. Уплотнение поп.1. отлича ющеес я тем, что перепускные каналы внутреннего кольца выполнены наклонными от камеры подвода запирающей среды к его периферийной поверхности, 15 3. Уплотнение по пп.1 и 4, о тл и ча ющ е е с я тем, что перепускные каналы внутреннего кольца выполнены с винтовой нарезкой с направлением витков по направлению вращения вала.